KR100485048B1 - 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템 - Google Patents

도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템은 공기의 가열로 인한 부피 팽창으로 압력이 변화하는 원리를 이용한 자기 진단 시험과 주기적인 자동 디버깅 기능을 구비한 선형 열 감지기와, 종단 부분이 종단 캡으로 막혀 있고 동관으로 구성된 감지관과, 화재 감지 부위에 대한 정확한 위치 정보를 전달하는 어드레스 모듈 등으로 구성된 감지부와, 상기 감지부로부터 감지된 화재 관련 정보를 수신 및 저장하여 대소방 본부 및 소화 시스템과의 연동, 원격 제어 등을 행하는 중앙 제어부와, 상기 중앙 제어부에 연결되어 화재 관련 정보 및 감시 관련 정보의 처리 결과 등을 출력하는 출력부로 구성된 시스템으로 구성된다.
또한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템은 터널에서의 화재 발생시 신속하고 신뢰성이 높은 화재 감지를 통해 터널 이용자들의 안전한 대피, 화재 확산의 억제, 화재 연기의 역류 방지, 소방대의 안전하고 신속한 접근을 용이하게 한다.

Description

도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템{A FIRE DETECTION AND ALARM SYSTEM FOR ROAD AND RAILWAY TUNNEL}
본 발명은 고속도로, 일반 도로 및 철도 터널 등에서 각종 변수에 의한 화재 발생시 즉각적인 대응으로 터널 내에 갇힌 인명, 차량 및 기타 시설물에 대한 피해를 최소화하기 위하여, 터널 내부에 설치된 동관을 이용, 화재시 가열로 인한 동관 내부의 압력 변화를 선형 열 감지기가 감지하고, 정확한 위치 정보를 어드레스 모듈이 화재 수신반으로 송수신함으로써 화재의 유무, 화재 발생 지점 등을 신속히 파악하여 적절한 조치를 수행할 수 있도록 한 것으로서, 자동 및 수동 조정 가능하고, 24시간 상시 감시 체계를 겸비한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템에 관한 것이다.
사회간접자본(SOC)에 의한 고속도로, 산업도로 및 철도 터널 등의 건설이 활발하게 이루어짐에 따라 터널을 통행하는 차량과 승객들의 안전성 확보가 어느때보다 강조되고 있다. 최근에 발생한 터널 화재의 경우 수백 명의 사상자와 엄청난 물적 손실을 가져다 주는 등 장대 터널과 짧은 터널의 구분 없이 터널 화재는 대형 사고로 이어지고 있다. 터널 내의 화재는 사소한 사고로부터 유발될 수 있고 일단 화재 발생시 대형 참사로 번질 개연성이 크므로 이에 대한 조치가 절실히 요구되고 있다.
선진 외국에서는 자국에서 마련한 법규에 따라 터널에 적합한 화재 감지 시스템 도입으로 터널 통행자 및 통행 차량에 대한 안전성을 어느 정도 확보하고 있으나, 국내의 경우에는 터널 관련 전용 법규가 마련되어 있지 않아 적절한 대책 마련이 요구되고 있는 실정이다. 현재 국내 차량 터널의 경우 2km이상 터널에만 권고 사항으로 화재 감지 설비를 설치하도록 유도하고 있지만, 도로 및 철도 터널 등에서는 화재 발생시 즉각적인 감지가 불가능하고 수동에 의해서만 감지가 이루어지고 있으므로 불충분한 방재 설비로 인한 문제점 등이 내포되어 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도로 및 철도 터널에서 화재 발생시 신속하고 신뢰성이 높은 감지로 터널 이용자들의 안전한 대피, 화재 확산의 억제, 화재 연기의 역류 방지, 구조 요원의 안전하고 신속한 접근을 가능하게 하여 예상되는 인명 및 물적 손실을 최소화하기 위한 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템 구축으로 현재 진행중인 고속도로 통합관리시스템(FTMS : Freeway Traffic Management Systems)과 교통지능화 시스템(ITS : Intelligent Traffic System)의 첨단차량 및 도로분야(AVHS : Advanced Vehicle ＆ Highway Systems)에서 독립된 시스템으로써의 역할을 하며, 더 나아가 진보한 서비스를 수요자에게 공급하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템은 공기의 가열로 인한 부피 팽창으로 압력이 변화하는 원리를 이용한 자기 진단 시험과 주기적인 자동 디버깅 기능을 구비한 선형 열 감지기와, 종단 부분이 종단 캡으로 막혀 있고 동관으로 구성된 감지관과, 화재 감지 부위에 대한 정확한 위치 정보를 전달하는 어드레스 모듈 등으로 구성된 감지부와, 상기 감지부로부터 감지된 화재 관련 정보를 수신하여 대소방본부와의 연계를 도와주고, 중앙 감시부에 즉시 자료를 전송해주는 화재 수신반과 상기 화재 수신반으로부터의 자료를 기초로 하여 터널 입구 전광판과 시선 유도등, CCTV 조작반, 방송 장치 등을 제어하기 위한 중앙 감시부와 상기 중앙 감시부에 연결되어 화재 관련 정보 및 감시 관련 정보의 처리 결과 등을 출력하는 출력부로 구성된다.
본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템에 의하면, 터널 내부에서 발생되는 사고 또는 과열 등으로 인한 차량 화재 및 기타 요인으로 인한 화재시 경보 및 신호를 화재 수신반으로 신속하게 그 상태 표시를 할 수 있다. 또한 후속 차량의 진입 금지를 알리기 위한 터널 입구 전광판과 시선 유도등과의 연계, 중앙 감시부에서 CCTV를 이용한 화재 지역의 원격감시제어, 화재 수신반으로부터 수신받은 자료를 바탕으로 한 화재 관련 방송 장치의 가동으로 터널 이용자들에게 대피 및 상황 관련 정보 제공이 가능하도록 시스템을 사전에 구성, 수립할 수 있는 등 체계적이고 효율적인 시스템 구축이 가능하고, 유지 보수의 간편성과 과학적 원리의 도입으로 인한 고신뢰도의 자료의 획득, 및 그 이용 등이 가능하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 도로 및 철도터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 터널 내 설치도로서, 상기 화재 감지 경보 시스템은, 터널 내부의 화재 유무를 감지하는 감지부(100)와, 상기 감지부(100)로부터 감지된 화재 관련 정보를 수신하여 상태 표시 및 경보 발생 등을 행하는 화재 수신반(200)과, 상기 화재 수신반(200)으로부터의 자료 입력 및 전광판, 유도등, CCTV, 방송 장치 등의 설비를 제어할 수 있는 중앙 감시부(300)와, 중앙 감시부(300)로부터의 각종 처리 결과 및 화재 정보를 처리, 출력하는 출력부(400)로 이루어진다.
도 2는 본 발명에 의한 도로 및 철도터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 블록 다이어그램으로서, 도시하는 바와 같이, 수동 통보 조작 또는 터널 내부에 설치된 선형 열 감지기, 어드레스 모듈, 감지관 등으로부터 화재 발생 유무 및 화재 발생 지점에 대한 감지 정보는 통신 신호로서 화재 수신반(200)에 입력된다. 입력된 통신 신호에 의해 화재 수신반(200)에 경보 및 통보되고 화재 수신반(200)은 동시에 신호를 CCTV 및 터널 입구 전광판, 시선 유도등, 방송 장치 등으로 전송하여 해당 구역내 CCTV를 작동시켜 자동 녹화를 행하고, 터널 입구 전광판과 시선 유도등, 및 방송 장치로 신호를 송출한다. 차량 사고를 운전자가 발견하였을 때는 수동 발신기 또는 비상 전화에 의해 관리실에 통보가 행해지고, CCTV 카메라로 인지되었을 경우에는 관리자에 의해 소방서 또는 경찰서에 연락이 취해진다. 또한 터널 입구 전광판에 화재 및 사고 발생 내용을 표시하여 차량 진입을 통제시키고, 방송 장치에 의해 사고 내용이 고지되어, 재방송 장치 등을 통해 방송이 행해진다. 즉, 중앙 감시부(300)의 비상 제어 프로그램에 따라 화재의 위치와 정도를 감지하여 화재 경보를 행함과 동시에 터널 내부로 차량 등이 진입하지 못하도록 하고 터널 내부의 대피자가 화재의 극한 상황으로부터 안전하게 대피할 수 있도록 터널내의 유도등 역할로서 지시등을 작동시켜 운전자의 피난 환경을 확보한다. 또한 경찰, 소방관 및 도로 관리자가 현장에 도착하기까지 화재의 흐름이 피난 구역으로 유입되는 것을 방지하기 위하여, 터널 환기 시스템과 연계되어 있는 터널 환기 설비를 가동시키는 것에 의해 터널내의 공기 유동 속도를 일정하게 유지시킨다. 그리고 본 시스템은 현재 진행되고 있는 고속도로 통합관리시스템(FTMS : Freeway Traffic Management Systems)과 교통지능화 시스템(ITS : Intelligent Traffic System)의 첨단차량 및 도로분야(AVHS : Advanced Vehicle & Highway Systems)에 독립된 시스템으로써의 역할을 할 수 있는 시스템을 구축하고, 더 나아가 진보한 서비스를 수요자에게 공급하기 위한 것이다.
도 3a는 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 화재 수신반의 상세도로서, 상기 화재 수신반은, 시스템을 구별하여 작동시키는 소화 시스템의 디스플레이 장치(4), 작동중인 명령뿐 아니라 경보 및 오류를 선명한 문자로 표시하는 중앙 디스플레이 장치(5), 기능키를 통해 주요 기능들을 제어하기 위한 조작 판넬(6)과, 여러 가지 작동 상황과 시스템 오류 등을 표시하는 고장 및 제어 디스플레이 장치(7), 소방대를 위한 조작 기능이 있는 소방대 조작 판넬(8), 및 전체 경보 시스템의 모든 상태 변화를 로깅하고 출력하는 로그 프린터(9), 경보 그룹(경보, 오류, 작동 등) 상황 표시를 행하는 그룹 상태 디스플레이 판넬(10)로 구성된다. 화재 수신반은, 자체에 소프트웨어가 내장되어 있어 어떠한 입출력 신호도 조합할 수가 있고, 스프링클러 및 기술적 경보(가스 표시, 에어컨 시스템 모니터링 등), 선형 멀티 포인트 연기 감지 시스템 등으로부터의 신호를 추가로 수용할 수가 있으며, 광범위한 응용이 가능하고, 모듈화된 구조로서 사용자 위주의 소프트웨어 제어 기능을 구비하고, 네트워크의 구성이 가능하며, 화재 경보, 침입자 경보 및 기타 보안 시스템들의 데이터 처리가 가능하다는 특징이 있다.
도 3b는 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 선형 열 감지기의 상세도로서, 상기 선형 열 감지기는, 압력 펌프(11)와 디버깅 장치(12), 및 기어 모터(13) 등으로 구성된다. 터널 벽면을 따라 설치된 감지관(3)은 선형 열 감지기(1)와 결합되어, 화재 유무와 관련된 정보를 감지하게 된다. 또한 압력 펌프(11), 디버깅 장치(12)와 기어 모터(13)는 정해진 시간마다 자동적으로 작동하여 감지관(3)으로 정격 과잉 압력을 가한다. 선형 열 감지기(1)는 이러한 디버깅 과정을 통해 정해진 결과가 나오지 않을 경우 감지관(3)이나 공기 계통에 이상이 있음을 알린다. 만약 정해진 결과가 나오진 않으면 30분을 기다린 후 재차 같은 시험을 반복한다. 이 때에도 올바른 결과가 나오지 않으면 고장 신호를 전송한다. 반면 두 번째 시도에서 필요한 결과가 얻어진다면, 선형 열 감지기(1)의 상태는 정상으로 되돌아오고, 시험 과정이 완료된 뒤부터 정해진 시험 시간 간격 후 다음 디버깅에 대비한다.
도 3c는 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 감지관의 상세도로서, 상기 감지관은, 터널 내의 매연과 오염 물질 및 화재시의 유독 물질 등에 강하고 내구성이 뛰어난 동관으로 구성된다. 동관의 종단은 종단 캡으로 막혀 있고 터널 벽면을 따라 설치된다. 동관 내의 공기 온도는 주변 기온과 동일하게 유지되고, 화재시 동관 내 공기가 가열될 경우 부피 팽창으로 압력이 변화하여 선형 열 감지기(1)의 소프트웨어에서 정의된 조건에 도달함에 따라 경보를 발생시키게 된다. 감지관(3)은 구체적으로 내경 4mm, 외경 5mm의 동관으로 구성되며 선형 열 감지기(1)와 연결된다.
도 4는 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 감지부의 개략적인 설치도로서, 상기 감지부(100)는 소화전 상단부의 발신기(14)와 표시등(15) 부근에 설치된다. 터널 내부 벽면을 따라 설치된 감지관(3)은 소화전 상단에서 꺽어져 내려와 소화전 상단 내부에 설치된 선형 열 감지기(1)와 화재 위치 정보를 알려주는 어드레스 모듈(2)과 연결되어 화재 유무를 감지하게 된다.
본 발명에 의하면, 터널 내 사고나 화재 등 비상 상황의 종합적이고 효과적인 감지 및 관련 시스템들과의 즉각적이고 신속한 연계를 통해 안전성, 신속성, 효율성을 구비한 터널 전용 화재 감지 경보 시스템이 제공된다.
구체적으로, 본 발명에 의하면, 화재 감지 경보 시스템에 의해 교통 사고, 화재 등을 최소한의 시간으로 감지하여 2차적인 인명 및 물적 손실을 최소화하고, 소방대 등에 의해 조기에 화재 진압이 가능한 여건이 제공된다.
도 1은 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템이 터널 내에 제공된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 3a는 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 화재 수신반의 상세도이고, 도 3b는 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 선형 열 감지기의 상세도이며, 도 3c는 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 감지관의 상세도이다.
도 4는 본 발명에 의한 도로 및 철도 터널에서의 화재 감지 경보 시스템의 감지부가 터널 내 소화전에 제공된 상태를 나타내는 개략도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 선형 열 감지기 2 : 어드레스 모듈
3 : 감지관 4 : 소화시스템 디스플레이 장치
5 : 중앙 디스플레이 장치 6 : 조작 판넬
7 : 고장 및 제어 디스플레이 8 : 소방대 조작 판넬
9 : 로그 프린터 10 : 그룹상태 디스플레이 판넬
11 : 압력 펌프 12 : 디버깅 장치
13 : 기어 모터 14 : 발신기
15 : 표시등
100 : 감지부 200 : 화재 수신반
300 : 중앙 감시부 400 : 출력부

Claims (3)

  1. 터널 환경에서 화재나 사고 등을 감지하는 감지부와,
    상기 감지부로부터 감지된 화재 관련 정보를 수신하여 상태 표시 및 경보 발생 등을 행하는 화재 수신반과,
    상기 화재 수신반으로부터의 자료 입력 및 터널 입구 전광판, 유도등, CCTV, 방송 장치 중 어느 하나의 설비를 제어할 수 있는 중앙 감시부를 포함하는 화재경보 감지시스템으로서,
    상기 감지부는, 종단부분이 막혀 있고, 화재발생시 가열에 의한 내부의 공기팽창이 이루어지는 감지관, 상기 감지관과 결합되어서 상기 공기팽창여부를 감지하는 선형감지기, 및 상기 감지관에 연결되어 화재감지부위에 대한 위치정보를 전달하는 어드레스 모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재경보 감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감지관이 동관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재 감지시스템
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 감시부로부터의 처리결과 및 화재경보를 처리하고 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 경보 감지 시스템.
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